Question

在一定溫度時(shí)向一個(gè)容積不變的容器中加入3mol PCl₃和4mol Cl₂使之反應(yīng)PCl_3（g）+Cl_2（g）PCl_5（g）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的壓強(qiáng)為開始時(shí)的6/7，則此時(shí)．
（1）容器的密度為開始時(shí)

 

倍；氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為開始時(shí)

 

倍．
（2）保持恒溫，將起始物改為a mol PCl₃，b mol Cl₂，c mol PCl₅，欲使平衡時(shí)PCl₅的體積分?jǐn)?shù)1/6，則a、b、c（分別用含a、b和b、c的兩個(gè)代數(shù)式表示）的關(guān)系為

 

、

 

．欲使反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，a的取值范圍

 

；c的取值范圍

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）容積不變，氣體體積不變，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，所以密度不變；平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的

6

7

，則平衡時(shí)物質(zhì)的量為開始的時(shí)的

6

7

，由此求出物質(zhì)的量和氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量；
（2）利用三段式求出平衡時(shí)各物質(zhì)的量，PCl₅的體積分?jǐn)?shù)可知兩次平衡是等效平衡，再根據(jù)等效平衡原理分析．

解答： 解：（1）容積不變，氣體體積不變，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，所以密度不變；平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的

6

7

，則平衡時(shí)物質(zhì)的量為開始的時(shí)的

6

7

，所以平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量為（3+4）×

6

7

=6mol，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量之比等于氣體物質(zhì)的量之比的倒數(shù)，則氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量是開始時(shí)的

7

6

倍，
故答案為：1；

7

6

；
（2）設(shè)參加反應(yīng)的PCl₃為xmol
         PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g），
起始的量：3mol     4mol    
反應(yīng)的量：x        x            x
平衡的量：3-x       4-x         x
則平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的

6

7

，平衡時(shí)物質(zhì)的量為開始的時(shí)的

6

7

，所以

3-x+(4-x)+x

7

=

6

7

，所以x=1mol，平衡時(shí)PCl₅的體積分?jǐn)?shù)為

1

6

；
保持同一反應(yīng)溫度，若將起始物改為a mol PCl₃，b mol Cl₂，c mol PCl₅．欲使平衡時(shí)PCl₅的體積分?jǐn)?shù)為

1

6

，則該平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)是等效平衡；所以只要加入的反應(yīng)物的量與原來相同即可，即加入3mol PCl₃和4mol Cl₂，因此把a(bǔ) mol PCl₃，b mol Cl₂，c mol PCl₅轉(zhuǎn)化為PCl₃和Cl₂的量分別為：（a+c）mol，（b+c）mol，所以當(dāng)加入PCl₃和Cl₂為：a+c=3，b+c=4時(shí)與原平衡等效；
欲使開始時(shí)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，則a和b的值小于平衡時(shí)的值即可，平衡時(shí)a=2，b=3，c=1；采用一邊倒的方法，假設(shè)反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物則a=0時(shí)b=1，c=3，所以0≤a＜2，1≤b＜2，1＜c≤3，
故答案為：a+c=3；b+c=4；0≤a＜2；1＜c≤3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了等效平衡原理，難度較大，注意相同溫度下兩次平衡時(shí)體積分?jǐn)?shù)相同即是等效平衡．